TRPM8通过cAMP-PKA/UCP4信号调控氧糖剥夺/复糖复氧诱导的神经元凋亡

目的探究TRPM8在氧糖剥夺/复糖复氧诱导神经元PC12细胞凋亡中的分子机制。方法体外建立氧糖剥夺/复糖复氧模型模拟脊髓缺血再灌注损伤,流式细胞仪检测PC12细胞的凋亡,RT-PCR和western blot检测TRPM8、UCP4和c AMP、p-PKA、Bax、Bcl-2的表达变化;向PC12细胞分别加入AMTB(TRPM8阻断剂)和转染UCP4质粒,western blot检测c AMP、p-PKA、UCP4、Bax、Bcl-2的表达水平;抑制PKA信号,检测UCP4、Bax、Bcl-2的蛋白表达水平。结果氧糖剥夺/复糖复氧导致脊髓神经元PC12细胞发生凋亡,TRPM8过表达,UCP4表达下降,抑制c AMP-PKA信号。抑制TRPM8表达,则细胞凋亡减少,c AMPPKA信号被激活,且UCP4的表达有所恢复。抑制TRPM8和c AMP-PKA信号,UCP4的表达减少,细胞凋亡增加。结论在氧糖剥夺/复糖复氧模型中,PC12细胞TRPM8过表达,且通过c AMP-PKA/UCP4诱导神经元PC12细胞凋亡。

脊髓背角UCP4调节线粒体膜电位参与神经病理性痛机制研究

目的阐明脊髓背角线粒体解偶联蛋白4(UCP4)参与神经病理性痛的作用机制。方法雄性C57BL/6J小鼠脊髓背角定位注射UCP4腺相关过表达和干扰病毒,2周后制备坐骨神经选择性损伤(SNI)模型,分别于术前1 d和术后1、3、5、7、10、14 d进行机械痛和热板痛行为学检测;同时术后14 d时取脊髓腰膨大L5-L6部位,使用流式细胞仪、透射电子显微镜、RT-PCR和Western blotting等方法检测脊髓背角中线粒体膜电位(MMP)、线粒体超微结构及UCP4的表达。结果与假手术组相比SNI小鼠脊髓背角UCP4本底表达量显著降低(P<0.01),MMP超极化,SOD活性和GSH含量显著减少(P<0.01);透射电镜结果显示线粒体内部出现大量“空泡样”结构。靶向上调脊髓背角UCP4,显著缓解小鼠机械性痛敏和热痛敏(P<0.01);MMP恢复正常;SOD活性和GSH含量显著上升(P<0.01),线粒体抗氧化功能恢复正常。而下调UCP4,与SNI结果一致。结论上调脊髓背角UCP4显著缓解小鼠机械性痛敏和热痛敏,可能通过稳定MMP及其抗氧化能力发挥作用。

实验性1型糖尿病树鼩肌组织对GLUT4、PI3K和UCP3的表达

目的:探讨实验性1型糖尿病树骨骼肌组织对葡萄糖转运体4(GLUT4)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)调节亚基p85α(PI3K-p85α)和解偶联蛋白3(UCP3)表达的变化。方法:将26只树随机分为正常对照组8只,糖尿病诱导组(以链脲佐菌素诱导)18只。实验历时6周。微量血糖仪检测静脉空腹血糖(FBG),血糖≥11.1mmol/L定为糖尿病成模。实验结束时取右侧股二头肌标本,在光镜和透射电镜下观察肌组织形态学改变,以免疫组化法检测肌组织中GLUT4、p85α和UCP3的表达。结果:1糖尿病组肌纤维普遍萎缩,肌纤维横截面积仅为正常对照的65.7%。超微病变主要表现为灶性肌丝溶解和肌质膜大范围锯齿状突起,部分线粒体嵴断裂、基质溶解或空泡形成。肌组织中的微血管内皮增厚、管腔狭窄、变形;2糖尿病组肌组织对p85α的表达无明显改变(P>0.05),而GLUT4和UCP3的表达水平均明显低于正常对照组(P<0.05)。结论:糖尿病树骨骼肌组织对GLUT4和UCP3的表达明显受损。代谢紊乱和糖尿病肌病可能是引起糖尿病树骨骼肌表达GLUT4和UCP3下调的重要原因。

UCP4基因在大鼠脂肪组织中的表达及与肥胖关系的研究

【目的】 验证UCP4基因在大鼠脂肪组织中的mRNA表达 ,探讨脂肪组织中UCP4基因mRNA表达水平变化与肥胖之间的关系。 【方法】 ①采用RT PCR技术获得大鼠腹膜后脂肪组织中UCP4基因的PCR产物 ,测序结果用BLAST软件进行序列同源性比对分析 ,以验证UCP4基因在大鼠脂肪组织中的表达 ;②建立高营养饮食诱导的肥胖大鼠模型 ,应用RT PCR技术检测正常与肥胖大鼠腹膜后脂肪组织中UCP4基因表达水平的差异。 【结果】 ①PCR产物测序结果的序列同源性比对分析证实UCP4基因表达于大鼠脂肪组织 ;②肥胖大鼠腹膜后脂肪组织中UCP4基因的表达水平显著低于正常大鼠 (P <0 .0 0 1)。 【结论】 UCP4基因表达于大鼠脂肪组织中 。

绵羊UCP4基因编码序列的克隆和mRNA表达研究

【目的】克隆绵羊UCP4基因的编码序列(CDS),分析CDS及其编码蛋白结构特点,并探讨其mRNA的发育性表达规律,以期为该基因的结构和功能研究奠定理论基础。【方法】利用RT-PCR技术从绵羊大脑组织中扩增出该基因的编码区序列,运用生物信息学方法分析UCP4蛋白的理化性质和结构特点。利用实时荧光定量PCR技术,对两个具有显著尾型差异的绵羊品种(广灵大尾羊和小尾寒羊)2、4、6、8、10和12月龄共计96个个体的8种组织(大脑、小脑、下丘脑、垂体、皮下脂肪、肾周脂肪、肠系膜脂肪和尾部脂肪)进行mRNA表达研究。【结果】绵羊UCP4基因CDS区长972 bp,编码323个氨基酸,分子量为35.73 kDa,等电点为9.43。二级结构中α螺旋、β折叠股和环分别占56.04%、7.12%和36.84%。该蛋白为跨膜蛋白,无信号肽,但有2个糖基化位点和15个潜在的磷酸化位点。UCP4 mRNA在脑组织和脂肪组织中均有表达,但高表达于脑组织中。品种、月龄和组织对UCP4 mRNA表达均有显著影响。【结论】获得了绵羊UCP4基因的CDS全序列,揭示了其mRNA的表达特征及其影响因素,对进一步研究该基因的结构及其与能量代谢的关系具有重要科学意义。

运动应激对衰老大鼠学习记忆能力及海马线粒体UCP4、Caveolin-1蛋白的影响

目的 探讨运动应激对神经系统的保护作用机制。方法 6周龄SPF级雄性SD大鼠40只,随机分为4组:对照组(C)、D-半乳糖注射组(D)、实验组(DE)、运动组(E);连续8周腹腔注射D-半乳糖建立衰老模型;8周中等强度的跑台运动干预建立运动应激模型;用微量法测定线粒体复合物Ⅲ的活性,免疫组化及Western Blot方法评估运动应激对海马线粒体UCP4、Caveolin-1蛋白表达的影响。结果 (1)Morris水迷宫结果显示,DE、E组大鼠路径、潜伏期、平均穿越次数均优于D组;(2)D组大鼠海马中UCP4蛋白表达最低,与C组及DE组相比均降低(P<0.05-0.01);E与DE组相比UCP4蛋白表达上调(P<0.05);(3)Caveolin-1在D组中表达最多,与C相比显著上调(P<0.01);DE组与C组相比Caveolin-1蛋白表达上调(P<0.05)。(4)与C组相比,DE、E组线粒体复合物Ⅲ的酶活性均增加(P<0.05-0.01)。结论 运动应激可以调控大鼠海马线粒体Caveolin-1蛋白的表达,上调海马线粒体UCP4蛋白,增加线粒体呼吸链酶活性,延缓并改善在衰老过程中的大脑认知机能退行性或轻度认知功能障碍。

二氢辣椒素不依赖诱导亚低温对心脏骤停复苏后脑损伤的防治作用及分子机制

目的研究二氢辣椒素不依赖诱导亚低温作用对心脏骤停复苏后脑损伤的保护作用机制。方法①细胞实验:体外培养神经瘤母细胞(SH-SY5Y)建立氧糖剥夺/复糖复氧模型,流式细胞学检测细胞的凋亡,Western blot检测TRPV1、UCP-4和PKA、caspase-3的表达变化;应用流式细胞学检测线粒体膜电位、线粒体内钙离子及细胞内ROS含量。②动物实验:使用窒息法诱导心脏骤停建立心脏骤停后脑损伤模型。纸带移除法测定大鼠神经功能结果,TUNEL法检测大鼠大脑皮层神经细胞凋亡,免疫组化法、Western blot检测大鼠大脑皮层神经细胞TRPV1、PKA、UCP-4蛋白含量。结果氧糖剥夺/复糖复氧SH-SY5Y及窒息法诱导大鼠心脏骤停复苏后中枢神经细胞发生凋亡,二氢辣椒素导致TRPV1过表达,cAMP-PKA信号被激活,UCP-4表达上升,线粒体膜电位恢复,线粒体内钙离子减少,细胞内ROS含量减少,caspase-3表达减少,细胞凋亡被抑制。抑制TRPV1表达,cAMP-PKA信号被抑制,且UCP-4表达减少,线粒体膜电位不能恢复,线粒体内钙离子增加,细胞内ROS含量增加,caspase-3表达增加,神经细胞凋亡增加。抑制PKA,UCP-4表达减少,线粒体膜电位不能恢复,线粒体内钙离子增加,细胞内ROS含量增加,caspase-3表达增加,神经细胞凋亡增加。结论在氧糖剥夺/复糖复氧SH-SY5Y细胞中经二氢辣椒素预处理可致TRPV1过表达,且通过PKA/UCP-4抑制SH-SY5Y细胞凋亡。在心脏骤停复苏后综合征SD大鼠中,二氢辣椒素同样可以通过TRPV1/PKA/UCP-4抑制大脑皮层神经细胞凋亡。

基于GEO数据库分析糖尿病心肌病的差异表达基因

目的通过对GEO数据库中有关糖尿病心肌病的mRNA芯片进行分析,筛选出导致糖尿病心肌病的关键基因。方法使用GEO数据库的在线分析工具GEO2R对数据集GSE4745和GSE5606进行差异基因分析后,在R中绘制差异表达基因火山图,利用在线韦恩图绘制工具分析两个数据集共同表达的差异基因,在R中利用clusterProfile包将差异表达基因进行基因本体和京都基因与基因组百科全书富集分析,GSEA软件进行基因集富集分析,同时使用STRING在线数据库构建差异基因对应蛋白的蛋白互作网络,利用Cytoscape的插件Cytohubba中最大集团中心算法计算出排名前10的基因,在原代大鼠心肌细胞中观察比较筛选出的关键基因在正常组和高糖组的表达情况。结果Pdk4、Ucp3、Hmgcs2、Asl6、Slc2a4与芯片分析结果相符,Pdk4、Ucp3、Hmgcs2在高糖(25 mmol/L)刺激72 h后的心肌细胞中表达增加,Acsl6、Slc2a4在高糖刺激后的心肌细胞中表达下降。结论Pdk4、Ucp3、Hmgcs2、Asl6、Slc2a4可能与糖尿病心肌病的发生发展相关,可能是糖尿病心肌病潜在的生物标志物。

Characteristics of Beige Adipocytes Induced from White Adipocytes by Kikyo Extract

Beige adipocytes are believed to have a high ability to consume fat. As such, compounds capable of inducing the development of beige adipocytes may be useful as drugs for anti-obesity and anti-type 2 diabetes. However, the true nature of beige adipocytes remains unclear. The purpose of this study is to confirm whether or not white adipocyte can differentiate to beige adipocytes and to clarify the characteristics of beige adipocytes. We first searched for an inducer of beige adipocytes and found that kikyo extract, a component of bofu-tsusho-san, was a strong inducer. We then attempted to prove that beige adipocytes could be induced from white adipocytes. Second, we clarified the characteristics of beige adipocytes induced from white adipocytes. The results suggested that beige adipocytes were high-performance adipocytes with a greater ability to synthesize and consume triglyceride and take up glucose than white adipocytes.